[发明专利]一种缠绕式光纤液位传感器及液位确定方法

摘要

本发明公开了一种缠绕式光纤液位传感器及液位确定方法，包括光源（1）、传输光纤（21‑27）、等比分光器（3）、圆柱形结构体（4）、缠绕并固定在圆柱形结构体（4）上端的上端标定光纤（7）、缠绕并固定在圆柱形结构体（4）中部的测量光纤（5）、缠绕并固定在圆柱形结构体（4）下端的下端标定光纤（6）以及光强探测设备（8）；在上端标定光纤（7）、测量光纤（5）和下端标定光纤（6）上分别形成泄光条；上端标定光纤（7）和下端标定光纤（6）的缠绕圈数和加工特征完全相同，测量光纤（5）的加工特征与所述标定光纤相同；两个标定光纤泄光条的加工特征与测量光纤（5）的泄光条相同。本发明具有很高的测量精度并具有自标定功能。

主权项

一种缠绕式光纤液位传感器，其特征在于，包括光源(1)、传输光纤(21‑27)、等比分光器(3)、圆柱形结构体(4)、缠绕并固定在圆柱形结构体(4)上端的上端标定光纤(7)、缠绕并固定在圆柱形结构体(4)中部的测量光纤(5)、缠绕并固定在圆柱形结构体(4)下端的下端标定光纤(6)、以及光强探测设备(8)；在上端标定光纤(7)、测量光纤(5)和下端标定光纤(6)上分别形成泄光条，光源(1)通过传输光纤与等比分光器(3)的输入端相连；通过等比分光器的三个输出端输出三路等光强的光信号，等比分光器(3)的三个输出端分别通过传输光纤与上端标定光纤(7)、测量光纤(5)和下端标定光纤(6)的输入端相连；上端标定光纤(7)、测量光纤(5)和下端标定光纤(6)的输出端通过传输光纤分别与光强探测设备(8)相连；上端标定光纤(7)和下端标定光纤(6)的缠绕圈数和加工特征完全相同，测量光纤(5)的加工特征与所述标定光纤相同；两个标定光纤泄光条的加工特征与测量光纤(5)的泄光条相同；上端标定光纤(7)始终处在空气中，下端标定光纤(6)始终处于待测介质中；通过光强探测设备(8)对上端标定光纤(7)、测量光纤(5)和下端标定光纤(6)的输出光的光强进行探测并计算液位；液位计算公式为：H＝(φ+h)×(IC1‑Ic)×n/(I1‑I2)；其中H为液位，n为标定光纤的圈数，IC1为测量光纤的初始光强，φ为光纤的直径，h为测量光纤的缠绕间距；I1为上端标定光纤的光强输出，I2下端标定光纤的光强输出，Ic为测量光纤的光强输出；所述光纤为石英光纤，所述泄光条的加工方法为：首先去除涂覆层，去除涂覆层利用二氧化碳激光器进行加工，其次去除部分包层，对于石英光纤其包层利用氢氟酸进行腐蚀。